(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された画像信号に基づいて画像搬送体にトナー画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段により前記画像搬送体に形成されたトナー画像を転写部にて受像部材へ転写する転写手段と、
前記画像信号に基づくトナー画像を前記画像搬送体から受像部材へ転写するとき前記転写手段へ転写バイアスを印加するバイアス印加手段と、
前記画像搬送体上にテスト画像を形成させこれを受像部材へ転写させるテストモードを実行させる実行手段と、
前記テストモード時に前記転写手段を流れる電流を検出する検出手段と、
前記検出手段の出力に応じて前記画像形成手段による前記画像形成条件を制御する制御手段と、
前記テストモード時の前記画像搬送体の表面電位と前記転写手段に印加される転写バイアスとの電位差の絶対値を、前記画像信号に基づくトナー画像を転写するときの前記画像搬送体の表面電位と前記転写手段に印加される転写バイアスとの電位差の絶対値よりも大きい値に設定する設定手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は前記画像搬送体に形成されるトナー量が変更されるように前記画像形成条件を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
入力された画像信号に基づいて画像搬送体にトナー画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段により前記画像搬送体に形成されたトナー画像を転写部にて受像部材へ転写する転写手段と、
前記画像信号に基づくトナー画像を前記画像搬送体から受像部材へ転写するとき前記転写手段へ転写バイアスを印加するバイアス印加手段と、
前記画像搬送体上にテスト画像を形成させこれを受像部材へ転写させるテストモードを実行させる実行手段と、
前記テストモード時に前記転写手段へ印加される電圧を検出する検出手段と、
前記検出手段の出力に応じて前記画像形成手段による前記画像形成条件を制御する制御手段と、
前記テストモード時の前記画像搬送体の表面電位と前記転写手段に印加される転写バイアスとの電位差の絶対値を、前記画像信号に基づくトナー画像を転写するときの前記画像搬送体の表面電位と前記転写手段に印加される転写バイアスとの電位差の絶対値よりも大きい値に設定する設定手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は前記画像搬送体に形成されるトナー量が変更されるように前記画像形成条件を制御することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
入力された画像信号に基づいて画像搬送体にトナー画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段により前記画像搬送体に形成されたトナー画像を受像部材へ転写する転写手段と、
前記画像信号に基づくトナー画像を前記画像搬送体から受像部材へ転写するとき前記転写手段へ転写バイアスを印加するバイアス印加手段と、
前記画像搬送体上にテスト画像を形成させこれを受像部材へ転写させるテストモードを実行させる実行手段と、
前記テストモード時に前記転写手段を流れる電流を検出する検出手段と、
前記検出手段の出力に応じて前記画像形成手段による画像形成条件を制御する制御手段と、
前記テストモード時に前記バイアス印加手段から印加するテストバイアスを前記転写バイアスよりも絶対値が大きいバイアスに設定する設定手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記バイアス印加手段は、前記画像搬送体から前記受像部材への転写効率が９０％以上となるように前記転写バイアスを印加し、前記画像搬送体から前記受像部材への転写効率が９０％未満となるように前記テストバイアスを印加することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
受像部材へ転写されたテスト画像に所定の検出光を照射してテスト画像のトナー載り量に応じた反射光を検出する光学センサを有し、
前記バイアス印加手段は、所定のトナー載り量未満のテスト画像については、転写効率が９０％以上となるように前記転写バイアスを印加し、所定のトナー載り量以上のテスト画像については、転写効率が９０％未満となるように前記テストバイアスを印加することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
転写効率が９０％以上となるように前記転写バイアスが印加されるテスト画像は、転写効率が９０％未満となるように前記テストバイアスが印加されるテスト画像よりも前記転写部の長手方向の長さが短いことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。 
【請求項９】
前記実行手段は、前記転写部の長手方向の長さの１／２以上の長さを有するテスト画像を形成させることを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。 
【請求項１０】
画像搬送体にトナー画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により前記画像搬送体に形成されたトナー画像を受像部材へ転写する転写手段と、前記転写手段へ転写バイアスを印加するバイアス印加手段と、を有する画像形成装置において、
前記転写バイアスよりも絶対値が大きいテストバイアスを前記転写手段へ印加することにより前記画像搬送体に形成されたテスト画像を前記転写手段へ転写するとき前記転写手段に流れる電流を検出する検出手段と、前記検出手段の出力に応じて前記画像形成手段による画像形成条件を制御する制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
前記バイアス印加手段は、トナー画像の転写効率が９０％以上となるように前記転写バイアスを印加し、テスト画像の転写効率が９０％未満となるように前記テストバイアスを印加することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の画像形成条件で形成したテスト画像を検出してトナー画像の画像形成条件を調整する画像形成装置、詳しくは光学センサでは十分な感度が得られない高濃度のテスト画像のトナー載り量を測定する制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
所定の画像形成条件で形成したテスト画像（パッチ画像）を光学センサで検出してトナー載り量を測定して、画像形成条件にフィードバックする画像形成装置が広く用いられている。光学センサは、感光ドラムに対向して配置され、テスト画像に赤外光を照射して反射光を検出することにより、テスト画像のトナー載り量に対応した出力信号を出力する（特許文献１）。
【０００３】
光学センサは、感光ドラムの表面に付着したトナー粒子が入射光を散乱して正反射光を減少させることで、トナー載り量に対応した出力信号を出力する。このため、感光ドラムの表面がトナー粒子で覆われて感光ドラムの表面からの正反射光が得られない高濃度のテスト画像の場合、トナー載り量が変化しても正反射光があまり変化せず、トナー載り量の推定誤差が大きくなる。このため、面積階調（スクリーンパターン）を用いて、感光ドラムの表面からの正反射光が得られるようなテスト画像を用いている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３２６０３１号公報
【特許文献２】特開平７−２４４４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
トナーの帯電量Ｑ／Ｍが所定値になるように、現像装置に対するトナーの補給量を調整するトナー供給制御の場合、テスト画像の画像濃度が中間階調でも十分な精度で制御を行える。いわゆるパッチ検ＡＴＲ（Ａｕｔｏ  Ｔｏｎｅｒ  Ｒｅｐｌｅｎｉｓｈ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）の場合である。
【０００６】
これに対して、テスト画像を用いてトナー画像の現像コントラストを調整して出力画像の最高濃度を設定する画像濃度制御の場合、最高濃度に近いテスト画像を形成してトナー載り量を測定することが望ましい。すなわち、面積階調１００％で感光ドラムの表面を隙間無く覆ったいわゆるベタ画像のテスト画像のトナー載り量を、最高濃度に相当するトナー載り量の近傍で測定することが望ましい。
【０００７】
しかし、特許文献２に示されるように、感光ドラムの表面を隙間無く覆ったトナー載り量の多いテスト画像に対しては、光学センサでは十分な出力感度が得られない（図４参照）。最高濃度に近い厚いテスト画像に対しては正反射光も散乱反射光もほとんど変化しなくなるため、トナー載り量の違いを検出することができず、トナー載り量を必要な精度で設定できない。
【０００８】
そこで、非接触式の高さセンサを用いてテスト画像の高さを検出することが提案されたが、近年の小型化された感光ドラムの周囲には、大型の高さセンサを配置するスペースが無い。非接触式の高さセンサは、光学センサに比較して桁違いに高価であるため、現像コントラスト制御のためだけに非接触式の高さセンサを設置することは、あまり現実的とは言えない。
【０００９】
本発明は、特別な測定機器を追加することなく、光学センサでは検出分解能が得られない高濃度のトナー画像について、画像濃度を必要十分な精度で推定できる画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の画像形成装置は、入力された画像信号に基づいて画像搬送体にトナー画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により前記画像搬送体に形成されたトナー画像を転写部にて受像部材へ転写する転写手段と、前記画像信号に基づくトナー画像を前記画像搬送体から受像部材へ転写するとき前記転写手段へ転写バイアスを印加するバイアス印加手段と、前記画像搬送体上にテスト画像を形成させこれを受像部材へ転写させるテストモードを実行させる実行手段と、前記テストモード時に前記転写手段を流れる電流を検出する検出手段と、前記検出手段の出力に応じて前記画像形成手段による前記画像形成条件を制御する制御手段と、前記テストモード時の前記画像搬送体の表面電位と前記転写手段に印加される転写バイアスとの電位差の絶対値を、前記画像信号に基づくトナー画像を転写するときの前記画像搬送体の表面電位と前記転写手段に印加される転写バイアスとの電位差の絶対値よりも大きい値に設定する設定手段とを有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の画像形成装置は、テストモード時に、転写バイアスよりも絶対値が大きいテストバイアスを転写手段に印加してテスト画像を画像搬送体から受像部材へ転写した際の電流を検知する。このとき、トナー載り量に応じた転写電流が測定され、トナー載り量が多いほど、転写部を流れる電流が多くなるが、転写バイアスを印加した場合よりもテスト画像のトナー載り量を正確に（ＳＮ比高く）反映した電流を検出できる。
【００１２】
これにより、光学センサでは感度が失われる最高濃度近傍のトナー画像でも、高い分解能でトナー載り量を測定できる。従って、特別な測定機器を追加することなく、光学センサでは検出分解能が得られない高濃度のテスト画像について、画像濃度を必要十分な精度で推定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】画像形成部の構成の説明図である。
【図３】画像形成装置の制御系のブロック図である。
【図４】画像濃度センサの出力とトナー画像のトナー載り量との関係の説明図である。
【図５】転写電圧と転写効率との関係の説明図である。
【図６】実施例１の画像濃度調整のフローチャートである。
【図７】テスト画像の一次転写の説明図である。
【図８】テストモードにおけるテスト画像の説明図である。
【図９】テストモードにおける検出電流の説明図である。
【図１０】検出電流の差分とトナー載り量の関係の説明図である。
【図１１】転写電流とトナー載り量の関係の環境条件による違いの説明図である。
【図１２】実施例２における画像形成装置の構成の説明図である。
【図１３】実施例２の画像濃度調整のフローチャートである。
【図１４】テストモードにおける検出電圧の説明図である。
【図１５】検出電圧の差分とトナー載り量の関係の説明図である。
【図１６】実施例３の画像濃度制御の説明図である。
【図１７】実施例４の画像形成装置の構成の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、トナー画像の測定に際して、高電圧側でトナー画像の転写効率が低下する領域の電圧が転写部に印加される限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００１５】
本実施形態では、トナー画像の形成／転写に係る画像形成装置の主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。
【００１６】
なお、特許文献１、２に示される画像形成装置の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。
【００１７】
＜画像形成装置＞
図１は画像形成装置の構成の説明図である。図２は画像形成部の構成の説明図である。図３は画像形成装置の制御系のブロック図である。
【００１８】
図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト９に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。画像形成部（画像形成手段）ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、入力された画像信号に基づいて画像搬送体にトナー画像を形成する。ここで、入力された画像信号とは、複写機の場合はリーダー（１２）からの信号を意味し、プリンタの場合はネットワークケーブルを介した入力端末（ＰＣ）からの信号を意味している。
【００１９】
画像形成部ＰＹでは、感光ドラム１Ｙにイエロートナー画像が形成されて中間転写ベルト９に一次転写される。画像形成部ＰＭでは、感光ドラム１Ｍにマゼンタトナー画像が形成されて中間転写ベルト９のイエロートナー画像に重ねて一次転写される。画像形成部ＰＣ、ＰＫでは、それぞれ感光ドラム１Ｃ、１Ｋにシアントナー画像、ブラックトナー画像が形成されて同様に中間転写ベルト９に順次重ねて一次転写される。
【００２０】
中間転写ベルト９に一次転写された四色のトナー画像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐへ一括二次転写される。四色のトナー画像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置２８で加熱加圧を受けて表面にトナー画像を定着された後に、機体外部へ排出される。
【００２１】
中間転写ベルト９は、テンションローラ２２、駆動ローラ２０、及び対向ローラ２１に掛け渡して支持され、駆動ローラ２０に駆動されて１４０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで矢印Ｒ２方向に回転する。中間転写ベルト９は、ポリイミド、ポリカーボネート等の樹脂または各種ゴム等に帯電防止剤としてカーボンブラックを含有させて、体積抵抗率を１０９〜１０１４［Ω・ｃｍ］、厚みを０．０７〜０．５［ｍｍ］としたものである。
【００２２】
記録材カセット２５から引き出された記録材Ｐは、分離ローラ２６で１枚ずつに分離して、レジストローラ２７へ送り出される。レジストローラ２７は、停止状態で記録材Ｐを受け入れて待機させ、中間転写ベルト９のトナー画像にタイミングを合わせて記録材Ｐを二次転写部Ｔ２へ送り込む。
【００２３】
二次転写ローラ２３は、対向ローラ２１に支持された中間転写ベルト９に当接して二次転写部Ｔ２を形成する。二次転写ローラ２３に正極性の直流電圧が印加されることによって、負極性に帯電して中間転写ベルト９に担持されたトナー画像が記録材Ｐへ二次転写される。
【００２４】
二次転写ローラ２３は、後述する一次転写ローラ５Ｙと同様に形成され、ウレタンやナイロン等の２〜１０μｍの樹脂コートを表層としてコーティングしてある。二次転写ローラ２３の両端は、対向ローラ２１に対して１５〜５０［Ｎ］の総圧で押圧されている。
【００２５】
中間転写ベルト９に担持されたトナー画像を記録材Ｐに二次転写する際、対向ローラ２１には、トナーの帯電極性と同極性の直流電圧が電源Ｄ２により印加される。例えば−１０００〜−３０００Ｖが印加されて二次転写部Ｔ２には−１０〜−５０μＡの電流が流れる。このときの直流電圧は、電圧検出回路２９により検出される。
【００２６】
ベルトクリーニング装置２４は、中間転写ベルト９にクリーニングブレードを摺擦させて、記録材Ｐへの転写を逃れて二次転写部Ｔ２を通過して中間転写ベルト９に残った転写残トナーを回収する。
【００２７】
画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、実質的に同一に構成される。以下では、イエローの画像形成部ＰＹついて説明し、他の画像形成部ＰＭ、ＰＣ、ＰＫについては、説明中の構成部材に付した符号の末尾のＹをＭ、Ｃ、Ｋに読み替えて説明されるものとする。
【００２８】
図２に示すように、画像形成部ＰＹは、感光ドラム１Ｙの周囲に、帯電装置２Ｙ、露光装置３Ｙ、電位センサ７Ｙ、現像装置４Ｙ、一次転写ローラ５Ｙ、クリーニング装置６Ｙを配置している。
【００２９】
感光ドラム１Ｙは、アルミニウムシリンダの外周面に負極性の帯電極性を持たせた感光層が形成され、１４０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで矢印Ｒ１方向に回転する。帯電装置２Ｙは、コロナ帯電器を用いており、電位センサ７Ｙのフィードバックに基づいて感光ドラム１Ｙに対するコロナ放電に伴う荷電粒子の照射量を調整して、感光ドラム１Ｙの表面を一様な負極性の暗部電位ＶＤに帯電する。
【００３０】
露光装置３Ｙは、イエローの分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１Ｙの表面に画像の静電像を書き込む。
【００３１】
現像装置４Ｙは、現像容器４０にイエローの非磁性トナーと磁性キャリアとを混合した二成分現像剤を充填されている。攪拌スクリュー４３及び供給スクリュー４４は、二成分現像剤を攪拌しつつ循環させて、非磁性トナーを負極性に、磁性キャリアを正極性にそれぞれ帯電させる。
【００３２】
現像スリーブ４１は、固定のマグネットローラ４２の周囲で回転して、帯電した二成分現像剤をマグネットローラ４２の磁力で表面に担持し、穂立ち状態の二成分現像剤で感光ドラム１Ｙを摺擦させる。電源Ｄ４は、負極性の直流電圧Ｖｄｃに交流電圧Ｖｐｐを重畳した振動電圧を現像スリーブ４１に印加する。これにより、現像スリーブ４１から、相対的に正極性になった感光ドラム１Ｙの明部電位ＶＬの露光部に帯電したトナーが移転してトナー画像を反転現像する。
【００３３】
感光ドラム１Ｙの明部電位ＶＬと現像スリーブ４１に印加される直流電圧Ｖｄｃとの電位差が現像コントラストＶｃｏｎｔである。感光ドラム１Ｙの暗部電位ＶＤと現像スリーブ４１に印加される直流電圧Ｖｄｃとの電位差がかぶり取りコントラストＶｂａｃｋである。感光ドラム１Ｙの静電像には、現像コントラストＶｃｏｎｔの電荷量に見合ったトナー載量だけトナーが付着する。
【００３４】
現像コントラストＶｃｏｎｔを大きくすることで現像されるトナー画像のトナー載り量が増え、現像コントラストＶｃｏｎｔを小さくすることで現像されるトナー画像のトナー載り量が少なくなる。
【００３５】
かぶり取りコントラストＶｂａｃｋを一定に保って暗部電位ＶＤ及び直流電圧Ｖｄｃを高めることで現像コントラストＶｃｏｎｔを高めることができる。また、暗部電位ＶＤ及び直流電圧Ｖｄｃを一定に保って露光出力（レーザービーム強度）を高めることでも現像コントラストＶｃｏｎｔを高めることができる。
【００３６】
補給装置８Ｙは、画像形成ごとに現像装置４Ｙで消費されるトナー量に見合った量の補給現像剤（トナー１００％）を現像容器４０に供給する。補給装置８Ｙは、透磁率センサ４５の出力に基づいて現像容器４０に供給する補給現像剤の量を調整して現像装置４Ｙ内を循環する二成分現像剤のトナー濃度（二成分現像剤に占めるトナーの重量比）を所定範囲に維持する。
【００３７】
クリーニング装置６Ｙは、感光ドラム１Ｙにクリーニングブレードを摺擦させて、中間転写ベルト９への転写を逃れて感光ドラム１Ｙに残った転写残トナーを回収する。
【００３８】
図３に示すように、画像形成装置１００は、スキャナ１２、操作パネル１３、画像形成部ＰＹ（ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ）、及び制御部１０を含む。制御部１０は、操作パネル１３を操作してスキャナ１２で画像を読み取り、読み取り結果に基いて画像形成部ＰＹ（ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ）の画像形成条件を調整可能である。
【００３９】
＜光学センサ＞
図４は画像濃度センサの出力とトナー画像のトナー載り量との関係の説明図である。
【００４０】
図２に示すように、光学センサ（１７）は、受像部材（９）に転写されたテスト画像（ＰＧ）に所定の検出光を照射してトナー載り量に応じた反射光を検出する。画像濃度センサ１７は、中間転写ベルト９を介して張架ローラ１９に対向配置され、中間転写ベルト９に一次転写されたトナー画像（ＰＧ）を検出してトナー載り量に応じた出力信号を出力する。
【００４１】
画像濃度センサ１７は、光源１７ａから赤外光を射出してトナー画像（ＰＧ）に照射し、トナー画像（ＰＧ）からの正反射光を受光素子１７ｂにより検出する。また、不図示の受光素子によりトナー画像（ＰＧ）からの散乱反射光を検出して、トナーの色相差による正反射光の反射光量差を補正する。
【００４２】
制御部１０は、所定の画像形成条件でテスト画像（トナー画像）ＰＧを感光ドラムに形成して中間転写ベルト９に一次転写して画像濃度センサ１７により検出するテストモードを実行する。テストモードでは、画像濃度センサ１７の出力信号に基づいて感光ドラム１Ｙに形成したテスト画像ＰＧのトナー載り量を推定して、所定のトナー載り量となるように画像形成条件を調整する。
【００４３】
図４に示すように、画像濃度センサ１７は、テスト画像ＰＧのトナー載り量が０．４ｍｇ／ｃｍ２を越えると出力信号が飽和して、正確なトナー載り量の測定が不可能になる。このため、目標の反射濃度である１．６に相当するトナー載り量０．６ｍｇ／ｃｍ２のテスト画像を測定できない。
【００４４】
ところで、画像形成条件の１つとして露光出力を変化させた場合、定着画像の反射濃度が変化する。感光ドラム１Ｙの露光部の明部電位ＶＬと現像スリーブ４１に印加される直流電圧Ｖｄｃの電位差である現像コントラストＶｃｏｎｔが変化して、感光ドラム１Ｙに形成されるトナー画像のトナー載り量が変化するからである。
【００４５】
そして、画像データの値に対して、実際に出力された定着画像の画像濃度の再現性が確保されているためには、画像の最大濃度が所定値になるように露光出力を設定しておく必要がある。従来の露光出力の設定方法としては、露光出力を複数段階に異ならせた多数のテスト画像を所定パターンで記録材Ｐに配列して形成する方法がある。多数のテスト画像をスキャナ１２で読み取って自動的に露光出力とガンマ特性とを調整して、画像データの最大値から最小値までを定着画像の画像濃度に合わせ込むことができる。
【００４６】
しかし、記録材Ｐに定着画像を形成して画像濃度を読み取る方法は、ダウンタイムを伴って画像形成装置１００の生産性を低下させるため、高頻度に実施することが難しい。
【００４７】
そこで、画像濃度センサ１７で十分な感度がある０．３ｍｇ／ｃｍ２前後のトナー載り量のテスト画像ＰＧを形成して、最大濃度の露光出力を推定的に設定することが提案された。テスト画像ＰＧを形成して画像濃度センサ１７で検出するのであれば、記録材を消費しないで短時間で実施でき、連続画像形成中の画像間隔でも実施できる。
【００４８】
しかし、０．３ｍｇ／ｃｍ２のトナー載り量のテスト画像ＰＧでは、定着画像の反射濃度が０．８程度であるため、反射濃度１．６に相当する露光出力をそれほど正確に設定できないことが判明した。
【００４９】
そこで、画像形成装置１００では、トナー載り量が０．４ｍｇ／ｃｍ２未満の測定を画像濃度センサ１７に分担させる一方、トナー載り量が０．４ｍｇ／ｃｍ２以上の測定を一次転写構成で分担させている。
【００５０】
すなわち、図２に示すように、転写手段（５Ｙ）は、画像形成手段（ＰＹ）により画像搬送体（１Ｙ）に形成されたトナー画像を受像部材（９）へ転写する。バイアス印加手段（Ｄ１）は、画像信号に基づくトナー画像を画像搬送体（１Ｙ）から受像部材（９）へ転写するとき転写手段（５Ｙ）へ転写バイアスを印加する。そして、実行手段（１０）は、画像搬送体上（１Ｙ）にテスト画像を形成させて受像部材（９）へ転写させるテストモードを実行させる。そして、設定手段（１０）は、テストモード時にバイアス印加手段（Ｄ１）から印加するテストバイアスを転写バイアスよりも絶対値が大きいバイアスに設定する。バイアス印加手段（Ｄ１）は、画像形成に用いる転写バイアスの設定値を複数個持っているが、実行手段（１０）がテストモードでバイアス印加手段（Ｄ１）に設定するテストバイアスは、これら複数個の転写バイアスのなかの最大値よりも大きい。
【００５１】
そして、テストモード時に検出手段（１１）が転写手段（５Ｙ）を流れる電流を検出し、制御手段（１０）は、検出手段（１１）の出力に応じて画像形成手段（ＰＹ）によるその後の画像形成条件を制御する。
【００５２】
また、バイアス印加手段（Ｄ１）は、画像搬送体（１Ｙ）から受像部材（９）への転写効率が９０％以上となるように転写バイアスを印加し、画像搬送体（１Ｙ）から受像部材（９）への転写効率が９０％未満となるようにテストバイアスを印加する。
【００５３】
これにより、画像濃度の全範囲でトナー載り量の正確な測定が可能となり、反射濃度１．６に相当するトナー載り量０．６ｍｇ／ｃｍ２前後でも十分な検出分解能でトナー載り量を測定できる。既存の一次転写構成をそのまま用いることで、高価な測定機器を追加することなく、トナー載り量が０．６ｍｇ／ｃｍ２を越えるようなテスト画像ＰＧを用いて最大濃度の現像コントラストＶｃｏｎｔを設定できる。
【００５４】
＜転写部＞
図５は転写電圧と転写効率との関係の説明図である。
【００５５】
図２に示すように、一次転写ローラ５Ｙは、中間転写ベルト９の内側面を押圧して、感光ドラム１Ｙと中間転写ベルト９との間に一次転写部Ｔ１を形成する。電源（バイアス印加手段）Ｄ１が正極性の直流電圧を一次転写ローラ５Ｙに印加することによって、感光ドラム１Ｙに担持された負極性のトナー画像が、一次転写部Ｔ１を通過する中間転写ベルト９へ一次転写される。
【００５６】
一次転写ローラ５Ｙは、外径８〜１２ｍｍの金属製の芯金５ａの外周面にスポンジ組織を有する導電性ゴム材料の弾性層５ｂを配置して、外径１６〜３０ｍｍに形成されている。弾性層５ｂは、ヒドリンゴムやＥＰＤＭ等の高分子エラストマーや高分子フォーム材料を基材として用い、基材にイオン性導電物質を混入することにより、導電性を１［ＭΩ］から１００［ＭΩ］という中抵抗領域に調整してある。一次転写ローラ５Ｙは、全体としてＡｓｋｅｒＣ硬度が２５°〜４０°であり、両端が感光ドラム１Ｙに対して６〜１５［Ｎ］の総圧で押圧されている。
【００５７】
図５の（ａ）に示すように、一次転写ローラ５Ｙに印加する直流電圧によって一次転写部Ｔ１におけるトナー画像の転写効率が変化する。すなわち、直流電圧が低くて必要な転写電流が得られない低電圧側Ａでは、感光ドラム１Ｙにトナー画像が残って中間転写ベルト９へトナー画像が十分に一次転写されない（いわゆる弱抜け）。そして、直流電圧が高くなるにつれて転写効率が高くなるが、高くなり過ぎて放電開始電圧Ｖｔｈを超えた高電圧側Ｃでは、転写効率が逆に低下傾向となる。
【００５８】
ここでの放電開始電圧Ｖｔｈは感光ドラム１Ｙの明部電位ＶＬとの放電を意味しており、電位差に換算する場合は、明部電位ＶＬの絶対値（本実施例の初期値では２１５Ｖ）を加算する必要がある。また、高電圧側Ｃは通常の転写電圧より大きな電圧であり、転写効率が下降する領域（本実施例では転写効率９０％から下降する領域)である。この際の転写電圧の下限は、図９の（ａ）の６００Ｖ以上である。その理由としては、適正範囲Ｂよりも一次転写コントラストを上げて転写効率が下降する高電圧側Ｃの領域では、トナー載り量が０ｍｇ／ｃｍ２での傾きと、３、６、９ｍｇ／ｃｍ２での傾きが近くなるからである。
【００５９】
つまり、トナー載り量が０ｍｇ／ｃｍ２のときの転写電流を基準電流として、トナー載り量が正のときの転写電流との差分を求めることで、トナー載り量の違い以外の要因を除去できる。また、この場合の転写電圧の上限は、感光ドラム１Ｙに帯電電位が適正に帯電される、所謂転写メモリが起きない範囲（本実施例では２ｋＶ以下)とする。
【００６０】
放電開始電圧Ｖｔｈを超えた高電圧側Ｃでは、一次転写部Ｔ１における放電が顕著になって中間転写ベルト９に一次転写されたトナーに放電による電荷注入が発生する。その結果、中間転写ベルト９上でトナーの帯電極性が反転して感光ドラム１Ｙへ戻ってしまう（いわゆる強抜け）。
【００６１】
このため、画像形成時には、放電開始電圧Ｖｔｈを越えて転写効率が低下し始めない適正範囲Ｂの電圧が一次転写ローラ５Ｙに印加されて、９０％〜９５％のピークの転写効率で感光ドラム１Ｙから中間転写ベルト９へ一次転写が行われる。一次転写部Ｔ１にそのような転写電流が流れるように、画像形成に先立たせて一次転写ローラ５Ｙへ印加する電圧が設定される。この適正範囲Ｂ（本実施例では、転写効率９０％以上）の電圧が通常の転写電圧である。
【００６２】
図５の（ｂ）に示すように、放電開始電圧Ｖｔｈに達するまで、一次転写ローラ５Ｙへ印加する電圧に比例して一次転写部Ｔ１を流れる電流が増加する。しかし、放電開始電圧Ｖｔｈを越えると、一次転写ローラ５Ｙと感光ドラム１Ｙとが当接する範囲の上流側及び下流側で放電が活発化して電流が流れる範囲が拡大するため、電流が二次関数的に増大する。
【００６３】
すなわち、放電開始電圧Ｖｔｈを越えて電圧を高めると、見かけ上、一次転写ローラ５Ｙと感光ドラム１Ｙとの当接面積が増大したようになり、一次転写ローラ５Ｙを流れる電流が増大する。
【００６４】
ここで、実験によれば、感光ドラム１Ｙに担持されたトナー画像のトナー載り量が多いほど、一次転写部Ｔ１を流れる電流が多くなる。この現象は、感光ドラム１Ｙに担持されたトナー画像のトナー載り量が多いほど、一次転写部Ｔ１で放電が発生して電流が流れる範囲が拡大するためと考えられている。このため、高電圧側Ｃの領域の電圧ＶＨを用いてトナー画像を受像部材（９）へ転写する際の電流を検出すれば、感光ドラム１Ｙに担持されていたトナー画像のトナー載り量を測定できる。
【００６５】
すなわち、トナー画像の一次転写には不適正な高電圧側Ｃの領域の電圧ＶＨを用いて、転写効率を意図的に低下させた一次転写を行って、トナー画像のトナー載り量を推定するための測定データを取得する。
【００６６】
ただし、転写効率が低下して感光ドラム１Ｙに残るトナーが増えるため、中間転写ベルト９に転写されたテスト画像ＰＧはもはや感光ドラム１Ｙに形成されたテスト画像ＰＧとはトナー載り量が対応していない。このため、画像濃度センサ１７を用いてトナー載り量を測定する場合には、適正範囲Ｂの電圧を一次転写ローラ５Ｙに印加して高い転写効率でトナー画像を中間転写ベルト９に一次転写する必要がある。
【００６７】
＜実施例１＞
図６は実施例１の画像濃度調整のフローチャートである。図７はテスト画像の一次転写の説明図である。図８はテストモードにおけるテスト画像の説明図である。図９はテストモードにおける検出電流の説明図である。図１０は検出電流の差分とトナー載り量の関係の説明図である。図１１は転写電流とトナー載り量の関係の環境条件による違いの説明図である。
【００６８】
図３に示すように、制御部１０は、読取制御部２０２、制御回路（ＣＰＵ）２０３、パターン指示部２０４、出力制御部２０６、階調補正部２０７、転写電圧／電流検知部２０８を含む。テスト画像ＰＧの露光画像データを形成する。
【００６９】
制御回路２０３は、出力制御部２０６を制御して、目標とする画像濃度１．６を狙った画像形成条件を設定する。階調補正部２０７は、最大濃度の現像コントラストＶｃｏｎｔを設定した後に、画像濃度の中間の各階調に対して適正な二値変調幅（二値露光のドットの長さ）を設定する。読取制御部２０２は、スキャナ１２を制御して画像を読み取る。
【００７０】
図２を参照して図６に示すように、制御部１０は、画像濃度調整（テストモード）がスタートされると、トナー載り量が０ｍｇ／ｃｍ２のテスト画像を想定した非画像形成時の転写電流を検出して基準電流とする（Ｓ１）。電位センサ７Ｙにより感光ドラム１Ｙの表面電位を検出して暗部電位ＶＤを設定し、露光を行わないで、一次転写ローラ５Ｙに高電圧側で転写効率が低下する領域の電圧ＶＨを印加して、電流検出回路１１により転写電流を検出する。
【００７１】
制御部１０は、次に、パターン指示部２０４により最大画像幅のテスト画像ＰＧの形成を指示して出力制御部２０６により感光ドラム１Ｙにテスト画像ＰＧを形成させる。制御部１０は、テスト画像ＰＧが一次転写部Ｔ１を通過する際に、基準電流の測定時と同じ電圧ＶＨを一次転写ローラ５Ｙに印加して、このときの転写電流を電流検出回路１１により検出する（Ｓ２）。
【００７２】
制御部１０は、検出した電流と基準電流との差分が画像濃度１．６のトナー載り量に相当する２μＡよりも小さいか否かを判定する（Ｓ３）。そして、差分が２μＡよりも小さい場合（Ｓ３のＹＥＳ）は、直流電圧Ｖｄｃ及び暗部電位ＶＤを５Ｖ上げて現像コントラストＶｃｏｎｔを大きくする（Ｓ４）。
【００７３】
制御部１０は、検出した電流と基準電流との差分が画像濃度１．６のトナー載り量に相当する２μＡよりも大きいか否かを判定する（Ｓ５）。そして、差分が２μＡよりも大きい場合（Ｓ５のＹＥＳ）、直流電圧Ｖｄｃ及び暗部電位ＶＤを５Ｖ下げて現像コントラストＶｃｏｎｔを小さくする（Ｓ６）。
【００７４】
制御部１０は、検出した電流と基準電流との差分が丁度２μＡの場合（Ｓ３のＮＯ、Ｓ５のＮＯ）、直流電圧Ｖｄｃ及び暗部電位ＶＤを現在の設定値に固定して最大濃度の現像コントラスト調整を終了する（Ｓ７）。
【００７５】
制御部１０は、その後、設定した現像コントラストＶｃｏｎｔで複数段階の画像濃度に対応させて二値露光のドットの長さを異ならせた複数のテスト画像ＰＧを形成して、それぞれトナー載り量を測定する。そして、画像濃度の各段階でのトナー載り量の測定結果に応じて、画像濃度の各段階での二値露光のドットの長さを設定する。
【００７６】
図２を参照して図７に示すように、感光ドラム１Ｙには、面積階調を伴わない一様な厚さのトナー画像（べた画像）としてテスト画像ＰＧが形成される。
【００７７】
テスト画像ＰＧは、感光ドラム１Ｙと一次転写ローラ５Ｙで中間転写ベルト９を挟み込んだ一次転写部Ｔ１を通過する。その際に、電源（バイアス印加手段）Ｄ１から定電圧を一次転写ローラ５Ｙに印加して、電流検出回路１１により一次転写電流のモニタリングを行う。一次転写部Ｔ１の長手方向に沿ったテスト画像ＰＧの長さは３０４．８ｍｍであり、画像形成部ＰＹの最大画像幅である。
【００７８】
図８に示すように、テスト画像ＰＧの長さ２３を異ならせて、電流検出回路１１で検出される転写電流の変化を測定した。その結果、最大画像幅３０４．８ｍｍに対するテスト画像の長さの比率が１００％のとき、テスト画像ＰＧの外側を流れる電流が最小となるため、転写電流の測定精度は最も高くなる。
【００７９】
しかし、最大画像幅に対するテスト画像の長さの比率が５０％で転写電流が殆ど飽和しているので、最大画像幅の５０％以上の長さでテスト画像ＰＧを形成すれば、一次転写部Ｔ１を通過するテスト画像ＰＧのトナー載り量を十分な精度で推定可能である。
【００８０】
画像濃度調整のテスト画像ＰＧは、連続画像形成における出力画像の間隔（紙間）、画像出力ジョブの終了後の後回転時に自動で実行させることが可能である。また、非画像形成時に操作パネル１３を通じて指令して単独モードで実行させることが可能である。
【００８１】
単独モードの場合は、検出した電流と基準電流との差分が丁度２μＡになるまで上記フローチャートの制御が連続して行われる。画像間隔で画像濃度調整を行う場合、１つの画像間隔にテスト画像ＰＧを形成して求めた直流電圧Ｖｄｃ及び暗部電位ＶＤを反映して次の画像間隔でテスト画像ＰＧを形成して直流電圧Ｖｄｃ及び暗部電位ＶＤを再び求める処理を繰り返す。そして、検出した電流と基準電流との差分が丁度２μＡになった時点で、最大濃度の現像コントラストＶｃｏｎｔの調整を終了する。
【００８２】
図９の（ａ）に示すように、一次転写コントラストに応じて一次転写部Ｔ１を流れる電流が変化する。図中の各線は、テスト画像ＰＧのトナー載り量Ｍ／Ｓを変化させたときの転写電流を表しており、単位はｍｇ／ｃｍ２である。感光ドラム１Ｙの回動速度は１４０ｍｍ／ｓｅｃ、環境条件は常温常湿（ＮＮ：２３℃、５０％ＲＨ）環境である。
【００８３】
基準電流を求める際の一次転写コントラストは、白地画像のため、感光ドラム１Ｙの暗部電位ＶＤと一次転写ローラ５Ｙに印加される直流電圧との電位差である。また、テスト画像ＰＧの転写電流を求める際の一次転写コントラストは、一様な厚さのトナー画像のため、感光ドラム１Ｙの明部電位ＶＬと一次転写ローラ５Ｙに印加される直流電圧との電位差である。
【００８４】
図９の（ｂ）に示すように、一次転写コントラストに応じて一次転写部Ｔ１におけるトナー画像の転写効率が変化する。ここでは、説明を簡単にするために、適正範囲Ｂの電圧を一次転写ローラ５Ｙに印加することで、感光ドラム１Ｙのトナー画像が中間転写ベルト９に転写効率１００％で一次転写されるものとする。
【００８５】
一次転写コントラストが２００Ｖから６００Ｖまでの適正範囲Ｂではトナー画像の転写効率は１００％である。一次転写コントラストが６００Ｖを越えた高電圧側Ｃでは一次転写コントラストが高くなるほど転写効率が低下する。
【００８６】
図９の（ｂ）に示すように、一次転写コントラストが画像形成時に用いられる２００〜６００Ｖの適正範囲Ｂで転写効率が飽和する。そして、適正範囲Ｂよりも一次転写コントラストを上げて転写効率が下降する高電圧側Ｃの領域では、トナー載り量が０ｍｇ／ｃｍ２での傾きと、３、６、９ｍｇ／ｃｍ２での傾きが近くなる。つまり、トナー載り量が０ｍｇ／ｃｍ２のときの転写電流を基準電流としてトナー載り量が正のときの転写電流との差分を求めることで、トナー載り量の違い以外の要因を除去できる。
【００８７】
このため、累積画像形成枚数が増加して一次転写ローラ５Ｙの抵抗値が上昇した場合においても、トナー載り量が等しければ差分は等しくなり、画像濃度調整に同じ差分、目標画像濃度１．６に対して２μＡを用いることができる。
【００８８】
実施例１では、高電圧側Ｃの領域の一次転写コントラスト１０００Ｖを用いて、テスト画像ＰＧが一次転写部Ｔ１を通過する際の転写電流を検出する。そこで、一次転写コントラストを１０００Ｖに固定して、トナー載り量Ｍ／Ｓが０ｍｇ／ｃｍ２の非画像形成時の基準電流を測定した。また、トナー載り量Ｍ／Ｓを０．３、０．６、０．９ｍｇ／ｃｍ２に異ならせて３種類のテスト画像ＰＧを形成して、転写電流を測定した。そして、テスト画像ＰＧの転写電流から非画像形成時の基準電流を差し引いた差分とテスト画像のトナー載り量との関係を調べた。
【００８９】
図１０に示すように、テスト画像ＰＧのトナー載り量が増えるほど、テスト画像ＰＧの転写電流から非画像形成時の基準電流を差し引いた差分は大きくなる。テスト画像ＰＧのトナー載り量が多いほど差分が大きくなり、トナー載り量０．３ｍｇ／ｃｍ２以下の場合には、転写電流は、非画像形成時の基準電流と殆ど差が無い。
【００９０】
つまり、転写電流を画像濃度制御に用いる場合、トナー載り量が０．４ｍｇ／ｃｍ２以上の高濃度側であれば、画像濃度センサ１７よりも高精度でトナー載り量を測定できる。
【００９１】
ここで、画像形成部ＰＹに設定される最大画像濃度は１．６であり、このときのトナー載り量は０．６ｍｇ／ｃｍ２である。図１０から、トナー載り量が０．６ｍｇ／ｃｍ２の場合、基準電流と転写電流の差分は２μＡであるから、最大画像濃度の目標とする電流の差分は２μＡとなる。
【００９２】
図１１に示すように、温度湿度が異なると、トナー載り量に対する転写電流の関係が変化する。図中、ＮＬは常温低湿（２３℃、５％ＲＨ）環境、ＮＮは常温常湿（２３℃、５０％ＲＨ）環境、ＨＨは、高温高湿（３０℃、８０％RＨ）環境である。このため、画像濃度制御で用いる目標トナー載り量０．６ｍｇ／ｃｍ２に相当する差分は、ＮＬのとき１μＡ、ＮＮのとき２μＡ、ＮＨのとき２．８μＡに切り替えられる。
【００９３】
トナー載り量に対する転写電流の変化は、ＮＬ、ＮＮ、ＮＨの順に大きいため、ＮＬ、ＮＮ、ＮＨの順でトナー載り量の測定分解能が高くなり、画像濃度制御を精度高く実行できる。低湿環境ほど高精度で制御できるが、高湿環境ほど精度が落ちる。この違いは、トナーの帯電量Ｑ／Ｍ（μＣ／ｇ）に大きく依存しており、トナーの帯電量Ｑ／Ｍ（μＣ／ｇ）は、ＮＬのとき−３５μＣ／ｇ、ＮＮのとき−２２．４μＣ／ｇ、ＨＨのとき−１５μＣ／ｇであった。
【００９４】
しかし、図４に示すように、画像濃度センサ１７は、トナー載り量０．５ｍｇ／ｃｍ２で出力が飽和しているのに対して、図１１に示す高温高湿環境ＨＨのトナー載り量−差分特性は緩やかながら分解能が存在する。
【００９５】
このため、高温高湿環境の場合は、テスト画像ＰＧを形成して転写電流を測定する回数を増やすことで、低温低湿環境並みの精度を確保している。
【００９６】
実施例１の画像濃度制御を行った場合の最大濃度画像の濃度変動を測定して、画像濃度センサ１７を用いて中間階調のテスト画像を測定して行う従来の制御と比較した。
【００９７】
【表１】
0005393284.tif 000002
【００９８】
表１に示すように、従来の制御では、出力物の濃度変動が１．５〜１．６と大きいのに対し、実施例１の制御では出力物の濃度変動が１．５５〜１．６と小さく、従来の制御に比べて有効である。
【００９９】
実施例１の画像濃度制御では、テストモードを実行して、一次転写部Ｔ１をトナー画像が通過する際に通常の画像形成時よりも高い電圧を一次転写ローラ５Ｙに印加して転写効率の下降領域で転写電流を検出する。これにより、画像濃度センサ１７では測定不可能な高濃度のトナー画像のトナー載り量を精度良く測定して、高濃度のトナー画像の現像コントラストを直接に調整できる。
【０１００】
図４に示すように、所定のトナー載り量未満（＜０．４ｍｇ／ｃｍ２）を狙ったテスト画像は画像濃度センサ１７を用いてトナー載り量を測定するが、所定のトナー載り量以上（＞０．４ｍｇ／ｃｍ２）を狙ったテスト画像はテストモードで検出した転写電流に基づいて測定する。このため、高濃度領域のトナー載り量制御の誤差を小さくして、高濃度側、特に最大画像濃度を精度良く制御して、出力画像の色見の変動を軽減できる。
【０１０１】
また、転写電流を検知する際のトナー画像を最大画像幅の半値以上にすることで、トナー画像がない場合の転写電流との差を保つことが可能となり、高濃度側の濃度制御に使用可能な状態となる。
【０１０２】
なお、実施例１では、画像搬送体（感光ドラム１Ｙ）と転写手段（一次転写ローラ５Ｙ）との間に中間転写体（中間転写ベルト９）を挟み込むタンデム型中間転写方式における転写部（一次転写部Ｔ１）での実施例を説明した。しかし、実施例１は、一次転写部Ｔ１には限らず画像搬送体（中間転写ベルト９）と転写手段（二次転写ローラ２３）との間に形成される二次転写部Ｔ２でも実施して、トナー像のトナー載り量を測定できる。タンデム型に限らず、複数色の現像装置を備えた１ドラム型フルカラープリンタ（図１７）の一次転写部（感光ドラム１と中間転写ベルト９の当接部）又は二次転写部Ｔ２でも実施できる。フルカラープリンタに限らず、モノクロプリンタでも実施できる。中間転写方式に限らず、記録材搬送方式、又は枚葉直接転写方式でも実施できる。
【０１０３】
＜実施例２＞
図１２は実施例２における画像形成装置の構成の説明図である。図１３は実施例２の画像濃度調整のフローチャートである。図１４はテストモードにおける検出電圧の説明図である。図１５は検出電圧の差分とトナー載り量の関係の説明図である。
【０１０４】
実施例１のテストモードでは、一次転写部Ｔ１に定電圧を印加して転写電流を検出した。これに対して、実施例２のテストモードでは、一次転写部Ｔ１に定電流を印加して転写電圧を検出する。
【０１０５】
図１２に示すように、電圧検出手段（１１Ａ）は、電流が印加された転写部（Ｔ１）に印加される電圧を検出する。制御手段（１０）は、高電流側でトナー画像の転写効率が低下する高電流側電流を転写部（Ｔ１）に印加してトナー画像を受像部材（９）へ転写させる。そして、電圧検出手段（１１Ａ）により検出した電圧に基づいてトナー載り量に対応する情報を取得する。
【０１０６】
すなわち、図２の電流検出回路１１が電圧検出回路１１Ａに置き換えられ、電源Ｄ１が設定された転写電流となるように出力電圧が可変に制御される定電流電源に置き換えられている。また、露光装置３Ｙは、面積階調ではなく、画像データの濃度階調に応じて露光強度を変化させて中間階調を設定する。このため、実施例１のような最大濃度のトナー載り量０．６ｍｇ／ｃｍ２だけでなく、トナー載り量０．１ｍｇ／ｃｍ２〜０．５ｍｇ／ｃｍ２の中間濃度についても現像コントラストが設定される。
【０１０７】
制御部１０は、テストモードでは、画像形成時よりも高く定電流が２０μＡに設定された電圧を電源Ｄ１から出力させて一次転写ローラ５Ｙに印加する。そして、電圧検出回路１１Ａによって一次転写ローラ５Ｙに印加される電圧を測定する。
【０１０８】
図１２を参照して図１３に示すように、制御部１０は、画像濃度調整（テストモード）がスタートされると、２０μＡに定電流制御された非画像形成時の出力電圧を検出して基準電圧とする（Ｓ１）。
【０１０９】
制御部１０は、次に、感光ドラム１Ｙにテスト画像ＰＧを形成させる。図３に示すパターン指示部２０４により最大画像幅の濃度の異なるテスト画像ＰＧの形成が指示され、出力制御部２０６によりテスト画像ＰＧが形成される。実施例２ではトナー載り量が０．１〜０．６ｍｇ／ｃｍ２の６段階を狙って露光強度を異ならせた６つのテスト画像ＰＧを連続して形成する。
【０１１０】
制御部１０は、現像コントラストＶｃｏｎｔが６段階に異なるテスト画像ＰＧが一次転写部Ｔ１を通過する際に、定電流制御によって一次転写ローラ５Ｙに印加される電圧を電圧検出回路１１Ａを通じてそれぞれ検出する（Ｓ１２）。
【０１１１】
制御部１０は、検出した電圧と基準電圧との差分がトナー載り量０．１〜０．６ｍｇ／ｃｍ２の各段階に対応する基準差分値よりも大きいか否かをそれぞれ判定する（Ｓ１３）。そして、差分がそれぞれの基準差分値よりも大きい場合（Ｓ１３のＹＥＳ）は、直流電圧Ｖｄｃ及び暗部電位ＶＤを５Ｖ上げて現像コントラストＶｃｏｎｔを大きくする（Ｓ１４）。
【０１１２】
制御部１０は、検出した電流と基準電圧との差分がトナー載り量０．１〜０．６ｍｇ／ｃｍ２の各段階に対応する基準差分値よりも小さいか否かをそれぞれ判定する（Ｓ１５）。そして、差分がそれぞれの基準差分値よりも大きい場合（Ｓ１５のＹＥＳ）、直流電圧Ｖｄｃ及び暗部電位ＶＤを５Ｖ下げて現像コントラストＶｃｏｎｔを小さくする（Ｓ１６）。
【０１１３】
制御部１０は、差分がそれぞれの基準差分値になると（Ｓ１３のＮＯ、Ｓ１５のＮＯ）、画像濃度の各段階に対応する直流電圧Ｖｄｃ及び暗部電位ＶＤを現在の設定値に固定して画像濃度調整を終了する（Ｓ１７）。
【０１１４】
ここで、トナー載り量０．１〜０．６ｍｇ／ｃｍ２の各段階に対応する基準差分値は、次のように求めた。定電流の設定を高電流側で転写効率が低下する領域の２０μＡに設定して、トナー載り量０．３、０．６、０．９ｍｇ／ｃｍ２のテスト画像ＰＧが一次転写部Ｔ１を通過する際に一次転写ローラ５Ｙに印加される電圧を測定した。
【０１１５】
図１４に示すように、印加電圧を定電流制御された一次転写部をテスト画像ＰＧが通過する際に一次転写ローラ５Ｙに印加される電圧は、トナー載り量に応じて変化する。図１４に示すそれぞれのトナー載り量で測定された電圧を、トナー載り量０ｍｇ／ｃｍ２に相当する非画像形成時の基準電圧（１０７０Ｖ）を差し引いて差分を求めた。差分とトナー載り量の関係を図１５に示す。
【０１１６】
図１５に示すように、測定電圧と基準電圧の差分は、トナー載り量０．３ｍｇ／ｃｍ２以下のときは殆ど差が無いが、トナー載り量が大きくなるにつれて大きくなる。このため、測定電圧と基準電圧の差分とトナー載り量の関係を用いて画像濃度制御を行う場合、トナー載り量が０．４ｍｇ／ｃｍ２以上の高濃度側のトナー画像を直接測定して現像コントラストを制御することが可能である。
【０１１７】
画像形成部ＰＹに設定される最大画像濃度は１．６であり、このときのトナー載り量は０．６ｍｇ／ｃｍ２である。図１５から、トナー載り量が０．６ｍｇ／ｃｍ２の場合、最大画像濃度１．６に相当する目標電圧（差分）は−７０Ｖとなる。また、トナー載り量０．３、０．９ｍｇ／ｃｍ２に相当するそれぞれの目標電圧（差分）は−２０、−１７０Ｖとなる。
【０１１８】
実施例１の画像濃度制御を行った場合の最大濃度画像の濃度変動を測定して、画像濃度センサ１７を用いて中間階調のテスト画像を測定して行う従来の制御と比較した。
【０１１９】
【表２】
0005393284.tif 000003
【０１２０】
表２に示すように、従来の制御では、出力物の濃度変動が１．５〜１．６と大きいのに対し、実施例２では出力物の濃度変動が１．６０〜１．６５と小さく、従来の制御に比べて有効である。
【０１２１】
実施例２の画像濃度制御では、濃度の異なる複数のテスト画像ＰＧが一次転写部Ｔ１を通過する際の転写電流を検知することで、最大濃度から最低濃度までの全範囲でトナー濃度に対する転写電流の関係が定まる。これらの関係を補間もしくは外挿することにより、最大濃度から最低濃度まで画像濃度を正確に再現して、自然な中間階調の高品質な出力画像が得られる。
【０１２２】
なお、実施例２は、一次転写部Ｔ１には限らず二次転写部Ｔ２でも実施して、トナー像のトナー載り量を測定できる。実施例１と同様に、タンデム型に限らず、複数色の現像装置を備えた１ドラム型フルカラープリンタ（図１７）でも実施できる。フルカラープリンタに限らず、モノクロプリンタでも実施できる。中間転写方式に限らず、記録材搬送方式、又は枚葉直接転写方式でも実施できる。
【０１２３】
＜実施例３＞
図１６は実施例３の画像濃度制御の説明図である。
【０１２４】
実施例３では、光学式センサの画像濃度センサ１７と一次転写部の電流／電圧データとを補完的に用いて、最大濃度から最低濃度までの全範囲でトナー載り量を正確に測定する。
【０１２５】
図２に示すように、制御部１０は、等しい現像コントラストで複数のテスト画像ＰＧを形成する。そして、複数のテスト画像の１つは、転写効率９０％以上の転写バイアスを用いて受像部材（９）に転写して光学センサ（１７）により検出する。他のテスト画像は、転写効率９０％未満の転写バイアスを用いて受像部材（９）に転写する。このとき、光学センサにより検出するテスト画像は、通常のカラーパッチサイズである。しかし、検出手段（１１）によって検出するテスト画像は、図７に示すように、カラーパッチサイズとは転写部の長手方向の長さが異なり、転写部の長手方向の長さの１／２以上である。
【０１２６】
図１６の（ａ）に示すように、画像濃度センサ１７は、トナー載り量０．４ｍｇ／ｃｍ２以下の低濃度側の画像濃度制御に用いられる。図１６の（ａ）に示すように、画像形成装置１００の起動時、画像濃度センサ１７による濃度検知をトナー載り量０．１〜０．４ｍｇ／ｃｍ２まで０．０５ｍｇ／ｃｍ２刻みで行って、画像濃度センサ１７の出力とトナー載り量のテーブルが形成される。
【０１２７】
初期の場合、入力信号が１６進数で４０／ＦＦの場合、トナー載り量は０．２ｍｇ／ｃｍ２（Ａ点）、８０／ＦＦの場合、０．４ｍｇ／ｃｍ２（Ｂ点）であった。その後、画像形成が累積して累積枚数が１００００００枚になって、トナー載り量が下がり、Ａ点がＡ’点となり、Ｂ点がＢ’点となったとする。
【０１２８】
このとき、本来のトナー載り量は、Ａ点とＢ点なので、Ａ’点がＡ点、Ｂ’点がＢ点に移動するように、ドットの露光強度を高めることにより、低濃度側の濃度制御を行う。例えば０．２ｍｇ／ｃｍ２狙いのテスト画像ＰＧを感光ドラム１Ｙに形成して中間転写ベルト９に一次転写し、画像濃度センサ１７で読み込んだ場合に、Ａ’点の出力が得られたとする。このとき、制御部１０は、Ａ点の出力と一致するようにドットの露光強度を高める。
【０１２９】
図１６の（ｂ）に示すように、画像濃度センサ１７は、トナー載り量０．４ｍｇ／ｃｍ２以上の高濃度側の画像濃度制御に用いられる。図１６の（ａ）に示すように、画像形成装置１００の起動時、実施例２の画像濃度制御をトナー載り量０．４〜０．９ｍｇ／ｃｍ２まで０．０５ｍｇ／ｃｍ２刻みで行って、基準電流と測定電流の差分とトナー載り量のテーブルが形成される。
【０１３０】
初期の場合、露光装置の入力信号が１６進数で８０／ＦＦの場合、トナー載り量は０．４ｍｇ／ｃｍ２（Ｂ点）、ＦＦ／ＦＦの場合、０．６ｍｇ／ｃｍ２（Ｃ点）であった。その後、画像形成が累積して累積枚数が１００００００枚となって、トナー載り量が下がり、Ｂ点がＢ’点となり、Ｃ点がＣ’点となったとする。
【０１３１】
このとき、本来のトナー載り量は、Ｂ点とＣ点なので、Ｂ’点がＢ点、Ｃ’点がＣ点に移動するように、ドットの露光強度を高めることにより高濃度側の濃度制御を行う。
【０１３２】
ここで、Ｂ点（Ｂ’点）に関しては、画像濃度センサ１７と転写電流との双方で検出を行っている。そして、感度の高い方を優先することで、Ｂ点近傍の濃度制御の精度を高くすることが可能となる。実施例３では、Ｂ点で感度の高い画像濃度センサ１７を優先し、画像濃度センサ１７で補正した後の作像条件での一次転写電流と基準電流の差分をＢ点での値とした。
【０１３３】
実施例３の画像濃度制御では、低濃度側の濃度制御の測定点と、高濃度側の濃度制御の測定点の少なくとも一点を同一のトナー載り量または入力信号とすることで、低濃度側の濃度制御と高濃度側の濃度制御の連結が可能となる。
【０１３４】
なお、実施例３は、一次転写部Ｔ１には限らず二次転写部Ｔ２でも実施して、トナー像のトナー載り量の測定結果を評価できる。実施例１と同様に、タンデム型に限らず、複数色の現像装置を備えた１ドラム型フルカラープリンタ（図１７）でも実施できる。フルカラープリンタに限らず、モノクロプリンタでも実施できる。中間転写方式に限らず、記録材搬送方式、又は枚葉直接転写方式でも実施できる。
【０１３５】
＜実施例４＞
図１７は実施例４の画像形成装置の構成の説明図である。
【０１３６】
実施例１〜３では、図１に示すタンデム型フルカラープリンタの実施例を説明したが、テストモードは、図１７に示すような１ドラム型フルカラープリンタでも同様に実施できる。
【０１３７】
図１７に示すように、画像形成装置２００は、感光ドラム１の周囲に、帯電装置２、露光装置３、ロータリ現像装置４、一次転写ローラ５、クリーニング装置６を配置している。中間転写ベルト９は、テンションローラ２２、駆動ローラ２０、及び対向ローラ２１に掛け渡して支持される。
【０１３８】
ロータリ現像装置４は、回転してイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各現像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを感光ドラム１の現像位置へ位置決め可能である。図１７中、図１の画像形成装置１００の構成部材と対応するその他の構成部材には図１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【０１３９】
画像形成装置２００では、最初に感光ドラム１の現像位置に現像部１Ｙが位置決められて感光ドラム１にイエロートナー画像が形成され、直ちに中間転写ベルト９に一次転写される。次に、感光ドラム１の現像位置に現像部１Ｍが位置決められて感光ドラム１にマゼンタトナー画像が形成され、中間転写ベルト９のイエロートナー画像に重ねて一次転写される。順次、感光ドラム１の現像位置に現像部１Ｃ、１Ｋが位置決められて、感光ドラム１にシアントナー画像、ブラックトナー画像が形成され、中間転写ベルト９に一次転写される。
【０１４０】
中間転写ベルト９に一次転写された四色のトナー画像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐへ一括二次転写される。四色のトナー画像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置２８で加熱加圧を受けて表面にトナー画像を定着された後に、機体外部へ排出される。
【０１４１】
画像形成装置２００においても実施例１、実施例２、実施例３の各制御を実施して同様な効果を実現できる。
【符号の説明】
【０１４２】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ  画像搬送体（感光ドラム）
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ  帯電装置
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ  露光装置
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ  現像装置
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ  転写手段（一次転写ローラ）
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ  クリーニング装置
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ  電位センサ
８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ  補給装置
１０  実行手段、制御手段（制御部）
１１  検出手段（電流検出回路）
１１Ａ  電圧検出回路
１７  画像濃度センサ
Ｄ１  バイアス印加手段（電源）
Ｐ  記録材
ＰＧ  テスト画像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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